JURNAL TEKNIK POMITS 1 Abstrak – Peningkatan konsumsi energi dan peningkatan timbunan sampah merupakan dua permasalahan yang muncul seiring dengan pertumbuhan ekonomi dan pertambahan penduduk. Untuk mengatasi masalah sampah, khususnya limbah plastik, para pakar lingkungan dan ilmuwan dari berbagai disiplin ilmu telah melakukan berbagai penelitian dan tindakan. Salah satu caranya dengan mendegradasi limbah plastik kemasan multilayer LDPE (Low Density Polyethilene) dengan proses pirolisis konvensional dan pirolisis microwave. Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengetahui pengaruh suhu dan waktu proses pirolisis konvensional dan pirolisis microwave dalam mendegradasi limbah plastik LDPE dan membandingkannya. Proses pirolisis dilakukan menggunakan reaktor tertutup semi batch stainless steel unstirred berkapasitas 3,5 dm 3 operasi pada tekanan dalam reaktor 1 atm dan dialirkan nitrogen 0,5 L/min. Sampel limbah plastik yang digunakan sebanyak 60 gram plastik jenis low density polietilen (LDPE). Sampel dipanaskan sampai suhu 250, 350, atau 500 °C dan dipertahankan pada variabel waktu yaitu selama 10, 30, dan 60 menit. Cara tersebut dilakukan juga pada proses pirolisis microwave menggunakan reaktor kaca. Produk liquid dianalisa dengan gas chromatography–mass spectrometry (GC-MS), gas tak terkondensasi dianalisa dengan gas kromatografi (GC) dan bahan baku dianalisa menggunakan Fourier Transform infrared (FTIR) dan menghitung yield produk cair, padat dan konsentrasi gas. Dari hasil percobaan didapatkan pirolisis microwave lebih baik dibandingkan pirolisis konvensional pada kondisi operasi 500 o C 60 menit dengan yield padat sebesar 4,67%, yield cair sebesar 23,65%, dan konsentrasi CH 4 sebesar 30,41% daripada konvensional pada kondisi operasi yang sama diperoleh yield padat sebesar 9,50%, yield cair sebesar 15,77%, dan konsentrasi CH 4 sebesar 30,78%. Kata kunci – pirolisis konvensional, pirolisis microwave, limbah plastik kemasan multilayer low density polyethilene (LDPE). I. PENDAHULUAN Peningkatan konsumsi energi dan penimbunan sampah merupakan dua permasalahan yang muncul seiring dengan pertumbuhan ekonomi dan pertambahan penduduk. Menteri Lingkungan hidup, Balthasar Kambuaya, Sabtu 14 April 2012 saat meresmikan Bank Sampah di Palembang mengatakan bahwa rata-rata penduduk Indonesia menghasilkan sekitar 2,5 liter sampah per hari atau 625 juta liter dari jumlah total penduduk. Kondisi ini akan terus bertambah sesuai dengan kondisi lingkungannya. Plastik dibuat dari bahan sintetis, umumnya menggunakan minyak bumi sebagai bahan dasar, ditambah bahan-bahan tambahan yang umumnya merupakan logam berat (kadmium, timbal, nikel) atau bahan beracun lainnya seperti chlor. Racun dari plastik ini terlepas pada saat terurai atau terbakar (Linarfad, 2012). Penguraian plastik akan melepaskan berbagai jenis logam berat dan bahan kimia lain yang dikandungnya. Bahan kimia ini terlarut dalam air atau terikat di tanah, dan kemudian masuk ke tubuh kita melalui makanan dan minuman. Tidak semua plastik aman untuk digunakan oleh manusia. Ada plastik yang memiliki kandungan berbahaya sehingga sama sekali tak boleh digunakan sebagai wadah makanan ataupun minuman, ada plastik yang hanya boleh sekali dipakai, ada pula jenis plastik yang boleh dipakai berulang kali. Berikut adalah kode jenis plastik yang umum digunakan sebagai kemasan makanan dan minuman. Untuk mengatasinya, para pakar lingkungan dan ilmuwan dari berbagai disiplin ilmu telah melakukan berbagai penelitian dan tindakan. Salah satunya dengan mendaur ulang limbah plastik. Alternatif yang digunakan untuk mengurangi volume sampah plastik dibagi dalam tiga macam proses, yaitu daur ulang, transformasi thermal dan transformasi biologis. Proses transformasi thermal terbagi tiga macam pengolahan, yaitu combustion, gasification dan pyrolysis. Pirolisis merupakan alternatif untuk pengolahan limbah plastik, karena dari proses ini didapatkan liquid dan bahan bakar gas dari limbah plastik (Rodiansono, 2007). Pirolisis yaitu pemanasan pada kondisi bebas oksigen. Dalam proses pirolisis umumnya adalah mendegradasi suatu senyawa-senyawa yang terdapat dalam suatu material untuk memecahnya menjadi senyawa-senyawa parsial. Dalam suatu penelitian yang sudah sering dilakukan adalah bertujuan untuk mengambil senyawa hidrokarbon dalam suatu bentuk ikatan plastik. Senyawa turunan hidrokarbon mempunyai kegunaan yang sangat banyak dan mencakup semua bidang kehidupan. Hidrokarbon (minyak dan gas) mayoritas digunakan sebagai bahan bakar untuk menghasilkan energi dan untuk memanaskan ruangan. PENGOLAHAN LIMBAH KEMASAN PLASTIK MULTILAYER LDPE (LOW DENSITY POLYETHILENE) DENGAN MENGGUNAKAN METODE PIROLISIS KONVENSIONAL DAN PIROLISIS MICROWAVE. Arief Febrianto, Diki Dinar Ramadhika, Dr. Ir. Sri Rachmania Juliastuti, M.Eng., dan Ir. Nuniek Hendrianie M.T. Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia e-mail: [email protected]
5
Embed
PENGOLAHAN LIMBAH KEMASAN PLASTIK ...repository.its.ac.id/774/1/2312105007-2312105021-Paper.pdfJURNAL TEKNIK POMITS 2 Pirolisis konvensional merupakan suatu tipe proses pirolisis yang
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
JURNAL TEKNIK POMITS
1
Abstrak – Peningkatan konsumsi energi dan peningkatan
timbunan sampah merupakan dua permasalahan yang muncul
seiring dengan pertumbuhan ekonomi dan pertambahan
penduduk. Untuk mengatasi masalah sampah, khususnya
limbah plastik, para pakar lingkungan dan ilmuwan dari
berbagai disiplin ilmu telah melakukan berbagai penelitian
dan tindakan. Salah satu caranya dengan mendegradasi
limbah plastik kemasan multilayer LDPE (Low Density
Polyethilene) dengan proses pirolisis konvensional dan
pirolisis microwave. Tujuan dari percobaan ini adalah untuk
mengetahui pengaruh suhu dan waktu proses pirolisis
konvensional dan pirolisis microwave dalam mendegradasi
limbah plastik LDPE dan membandingkannya. Proses
pirolisis dilakukan menggunakan reaktor tertutup semi batch
stainless steel unstirred berkapasitas 3,5 dm3 operasi pada
tekanan dalam reaktor 1 atm dan dialirkan nitrogen 0,5
L/min. Sampel limbah plastik yang digunakan sebanyak 60
gram plastik jenis low density polietilen (LDPE). Sampel
dipanaskan sampai suhu 250, 350, atau 500 °C dan
dipertahankan pada variabel waktu yaitu selama 10, 30, dan
60 menit. Cara tersebut dilakukan juga pada proses pirolisis
microwave menggunakan reaktor kaca. Produk liquid
dianalisa dengan gas chromatography–mass spectrometry
(GC-MS), gas tak terkondensasi dianalisa dengan gas
kromatografi (GC) dan bahan baku dianalisa menggunakan
Fourier Transform infrared (FTIR) dan menghitung yield
produk cair, padat dan konsentrasi gas. Dari hasil percobaan
didapatkan pirolisis microwave lebih baik dibandingkan
pirolisis konvensional pada kondisi operasi 500oC 60 menit
dengan yield padat sebesar 4,67%, yield cair sebesar 23,65%,
dan konsentrasi CH4 sebesar 30,41% daripada konvensional
pada kondisi operasi yang sama diperoleh yield padat sebesar
9,50%, yield cair sebesar 15,77%, dan konsentrasi CH4
sebesar 30,78%.
Kata kunci – pirolisis konvensional, pirolisis microwave,
limbah plastik kemasan multilayer low density polyethilene
(LDPE).
I. PENDAHULUAN
Peningkatan konsumsi energi dan penimbunan sampah
merupakan dua permasalahan yang muncul seiring dengan
pertumbuhan ekonomi dan pertambahan penduduk. Menteri
Lingkungan hidup, Balthasar Kambuaya, Sabtu 14 April 2012
saat meresmikan Bank Sampah di Palembang mengatakan
bahwa rata-rata penduduk Indonesia menghasilkan sekitar 2,5
liter sampah per hari atau 625 juta liter dari jumlah total
penduduk. Kondisi ini akan terus bertambah sesuai dengan
kondisi lingkungannya.
Plastik dibuat dari bahan sintetis, umumnya menggunakan
minyak bumi sebagai bahan dasar, ditambah bahan-bahan
tambahan yang umumnya merupakan logam berat (kadmium,
timbal, nikel) atau bahan beracun lainnya seperti chlor. Racun
dari plastik ini terlepas pada saat terurai atau terbakar
(Linarfad, 2012).
Penguraian plastik akan melepaskan berbagai jenis logam
berat dan bahan kimia lain yang dikandungnya. Bahan kimia
ini terlarut dalam air atau terikat di tanah, dan kemudian
masuk ke tubuh kita melalui makanan dan minuman.
Tidak semua plastik aman untuk digunakan oleh manusia.
Ada plastik yang memiliki kandungan berbahaya sehingga
sama sekali tak boleh digunakan sebagai wadah makanan
ataupun minuman, ada plastik yang hanya boleh sekali
dipakai, ada pula jenis plastik yang boleh dipakai berulang
kali. Berikut adalah kode jenis plastik yang umum digunakan
sebagai kemasan makanan dan minuman.
Untuk mengatasinya, para pakar lingkungan dan ilmuwan
dari berbagai disiplin ilmu telah melakukan berbagai
penelitian dan tindakan. Salah satunya dengan mendaur ulang
limbah plastik. Alternatif yang digunakan untuk mengurangi
volume sampah plastik dibagi dalam tiga macam proses, yaitu
daur ulang, transformasi thermal dan transformasi biologis.
Proses transformasi thermal terbagi tiga macam pengolahan,
yaitu combustion, gasification dan pyrolysis. Pirolisis
merupakan alternatif untuk pengolahan limbah plastik, karena
dari proses ini didapatkan liquid dan bahan bakar gas dari
limbah plastik (Rodiansono, 2007).
Pirolisis yaitu pemanasan pada kondisi bebas oksigen.
Dalam proses pirolisis umumnya adalah mendegradasi suatu
senyawa-senyawa yang terdapat dalam suatu material untuk
memecahnya menjadi senyawa-senyawa parsial. Dalam suatu
penelitian yang sudah sering dilakukan adalah bertujuan untuk
mengambil senyawa hidrokarbon dalam suatu bentuk ikatan
plastik. Senyawa turunan hidrokarbon mempunyai kegunaan
yang sangat banyak dan mencakup semua bidang kehidupan.
Hidrokarbon (minyak dan gas) mayoritas digunakan sebagai